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Artigo de método

Amostragem de microextração em fase sólida: uma técnica baseada em sonda para extração de amostras de tecidos de enxerto

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30 de abril de 2023

Neste artigo

Resumo

Fonte: Stryjak, I. et al. Usando uma biópsia química para avaliação da qualidade do enxerto. J. Vis. Exp. (2020)

Neste vídeo, demonstramos a extração de metabólitos baseada em sonda SPME de um rim de doador pré-colhido. Os metabólitos extraídos podem ser utilizados para realizar análises metabolômicas e lipidômicas, a fim de avaliar a qualidade do órgão para transplante.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo participantes humanos foram realizados em conformidade com as diretrizes institucionais, nacionais e internacionais para o bem-estar humano e foram revisados pelo conselho de revisão institucional local.

1. Preparação de Sondas

  1. Preparar sondas de liga de titânio-níquel (40 mm de comprimento; 0,2 mm de diâmetro) revestidas com um adsorvente de modo misto de 7 mm. O número de sondas depende dos pontos de tempo visados durante todo o procedimento e do número de réplicas (3 são recomendadas por ponto de tempo).
    nota: A duração e o tipo de fase de extração podem ser ajustados com base no modo de estudo, na polaridade dos metabólitos e na matriz da amostra.
  2. Prepare uma mistura de limpeza composta de clorofórmio:metanol 2:1 (v/v). Pipetar 1,0 mL da solução para cada frasco de vidro de 2,0 mL e colocar uma sonda, previamente perfurada através da tampa, em cada frasco.
    nota: Antes de usar, limpe todas as sondas para remover partículas contaminantes.
  3. Coloque os frascos no agitador e ajuste a velocidade de agitação em 1.200 rpm. Após 45 min, pare o dispositivo e enxágue os revestimentos com água de grau LC-MS.
  4. Como os revestimentos devem passar por uma etapa de pré-condicionamento para ativá-los, prepare uma mistura de pré-condicionamento composta de metanol:água 1:1 (v/v). Pipetar 1,0 ml da solução para cada frasco de vidro de 2,0 ml e colocar uma sonda, previamente perfurada através da tampa, em cada frasco para injetáveis.
  5. Coloque os frascos no agitador de vórtice e ajuste a velocidade de agitação em 1.200 rpm.
  6. Após 60 min, pare o agitador e enxágue os revestimentos com água de grau LC-MS.
  7. Esterilize as sondas de acordo com o protocolo padrão de esterilização do equipamento cirúrgico.

2. Extração

  1. Abra a embalagem estéril logo antes da amostragem para garantir um ambiente estéril.
  2. Insira duas sondas diretamente no córtex renal por 10 minutos em cada ponto de tempo. Todo o comprimento do revestimento deve ser coberto pela matriz tecidual; Nenhum ângulo específico é necessário, mas cerca de 90 graus é geralmente usado.
    nota: Todo o procedimento médico segue protocolos padrão em uma determinada instituição. Nenhuma modificação relativa à amostragem de SPME é considerada. O procedimento envolve os seis seguintes momentos de amostragem: a) antes da ressecção renal, in vivo do doador; b)–e) após 1 h, 3 h, 5 h, 7 h de perfusão renal, ex vivo em câmara de órgãos; f) após a reperfusão, in vivo do receptor.
  3. Retraia as sondas puxando-as para fora do tecido e, em seguida, enxágue os revestimentos com água de grau LC-MS para limpar qualquer sangue restante da superfície do revestimento. Enxágue fora do local da cirurgia e imediatamente após a remoção das sondas.

3. Transporte e armazenamento

  1. Coloque as sondas em frascos separados e feche-os.
  2. Coloque os frascos em uma caixa de isopor cheia de gelo seco ou nitrogênio líquido para transporte.
  3. Armazene as amostras em um freezer (-80 °C) ou inicie imediatamente a etapa de dessorção.

4. Dessorção

  1. Preparar soluções de dessorção compostas por acetonitrila:água (v/v) 80:20 para análise metabolômica e isopropanol:metanol 1:1 (v/v) para análise lipidômica.
  2. Pipete 100 μL da solução para inserções colocadas em frascos marcados com 2,0 mL e coloque uma sonda, previamente perfurada na tampa, em cada frasco.
  3. Coloque os frascos no agitador de vórtice e ajuste a velocidade de agitação em 1.200 rpm por 120 min.
  4. Remova as sondas dos frascos. Os extratos obtidos estão agora prontos para análise instrumental.

5. Análise LC-MS

  1. Colocar frascos contendo extratos no amostrador automático do sistema LC-MS.
    nota: Cromatografia líquida (RP, HILIC) acoplada à espectrometria de massa de alta resolução e um analisador de massa orbitrap foram usados para este estudo. Para parâmetros de análise metabolômica, vá para a etapa 5.2. Para parâmetros de análise lipidômica, vá para a etapa 5.6.
  2. Use uma coluna de pentafluorofenil (PFP) (2,1 mm x 100 mm, 3 μm) para separação de fase reversa.
    1. Defina a vazão para 300 μL/min e as temperaturas do amostrador automático e da coluna para 4 °C e 25 °C, respectivamente.
    2. Preparar fases móveis de acordo com as seguintes proporções: fase móvel A: água: ácido fórmico (99,9:0,1, v/v) e fase móvel B: acetonitrila:ácido fórmico (99,9:0,1, v/v). Defina o fluxo de fase móvel de acordo com os seguintes parâmetros: fluxo de fase móvel inicial (0–3 min): 100% A seguido por um gradiente linear para 10% A (3–25 min), terminando com o fluxo isocrático de 10% A até 34 min, seguido por 6 min de tempo de reequilíbrio da coluna.
  3. Para separação HILIC, use uma coluna HILIC (2.0 mm x 100 mm, 3 μm, 200A). Defina a taxa de fluxo para 400 μL/min.
    1. Preparar as fases móveis de acordo com as seguintes proporções: fase móvel A: acetonitrila: tampão acetato de amónio (9:1, v/v, concentração efetiva de sal 20 mM), fase móvel B: acetonitrila:tampão acetato de amónio (1:1, v/v, concentração efetiva de sal 20 mM).
    2. Defina o fluxo de fase móvel de acordo com os seguintes parâmetros: inicie o fluxo de fase móvel (0–3 min) a 100% A, segure por 3.0 min e depois aumente para 100% B em 5 min. Mantenha com 100% B até 12 min, seguido por 8 min de tempo de reequilíbrio da coluna.
  4. Defina a faixa de varredura para 85–1000 m/z. Defina os parâmetros da fonte de íons HESI no modo de ionização positiva para: tensão de pulverização 1,500 V, temperatura capilar 300 °C, gás da bainha 40 u.a., vazão de gás auxiliar 15 u.a., temperatura do aquecedor da sonda 300 °C, nível de RF da lente S 55%.
  5. Execute amostras de CQ compostas por 10 μL de cada amostra analisada (regularmente, a cada 10 a 12 amostras) para monitorar o desempenho do instrumento.
  6. Para a separação de fase reversa, use uma coluna C18 (2,1 mm x 75 mm, 3,5 μm).
    1. Defina a vazão para 200 μL/min e as temperaturas do amostrador automático e da coluna para 4 °C e 55 °C, respectivamente. Preparar fases móveis de acordo com as seguintes proporções: fase móvel A: H2O:MeOH (60:40, v/v), acetato de amónio 10 mM e ácido acético 1 mM; fase móvel B: IPA:MeOH (90:10, v/v), acetato de amônio 10 mM e ácido acético 1 mM.
    2. Defina o fluxo de fase móvel de acordo com os seguintes parâmetros: 0–1 min (20% B), 1–1.5 min (20–50% B), 1.5–7.5 min (50–70% B), 7.5–13 min (70–95% B), 13–17 min (95% B), 17–17.1 min (95–20% B), 17.1–23 min (20%).
  7. Para a separação HILIC, use uma coluna HILIC (100 x 2.1 mm, 3 μm).
    1. Defina a vazão para 400 μL/min e as temperaturas do amostrador automático e da coluna para 4 °C e 40 °C, respectivamente.
    2. Preparar as fases móveis de acordo com as seguintes proporções: fase móvel A:ACN; fase móvel B: acetato de amónio 5 mM em água. Defina o fluxo de fase móvel de acordo com os seguintes parâmetros: 0–2 min (96% B), 2–15 min (96–80% B), 15–15.1 min (80–96% B), 15.1–21 min (96% B).
  8. Defina os parâmetros da fonte de íons HESI no modo de ionização positiva para tensão de pulverização de 3.500 V, temperatura capilar de 275 °C, gás de bainha de 20 uA, taxa de fluxo de gás auxiliar de 10 uA, temperatura do aquecedor da sonda de 300 °C, nível de RF da lente S de 55%.
  9. Execute amostras de CQ compostas por 10 μL de cada amostra analisada (a cada 10 a 12 amostras) para monitorar o desempenho do instrumento.
  10. Realizar aquisição de dados em software compatível com o instrumento.

6. Análise de dados

  1. Realizar processamento de dados, identificação putativa e análise estatística usando software dedicado à metabolômica não direcionada e análise lipidômica.
    nota: A análise de componentes principais (PCA) e os gráficos de bigode de caixa podem ser obtidos para visualizar a estrutura dos dados.

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
ácido acéticoMerck5330010050Aditivo de fase móvel
AcetonitriloAlquimia696-34967-4X2.5LSolvente para HPLC
Acetato de amônioMerck5330040050Aditivo de fase móvel
MISTURADOR DE BANCADA XL VÓRTICE MULTITUBOBenchmark CientíficoBV1010Misturador de vórtice
CapsTecnologias PerlanRolamento 5183-2076Azul scrw tp, pré-fenda PTFE / Si spta, 100PK
clorofórmioMerck1024441000
Cartucho Discovery HS F5 Supelguard, 3 μm, L × I.D. 2 cm × 2,1 mmMerck567570-UColuna de proteção para HPLC
Discovery HS F5, 2,1 mm x 100 mm, 3 μmMerck567502-UColuna para HPLC
ácido fórmicoAlquimia497-94318-50MLAditivo de fase móvel
Frascos de vidroTecnologias PerlanRolamento 5182-0714
HILIC Luna 3 μm, 200A, 100 x 2,0 mmCalço-PolPHX-00D-4449-B0Coluna para HPLC
Cartucho HILIC SecurityGuard, 3 μm, 4 x 2,0 mmCalço-PolPHX-AJ0-8328Coluna de proteção para HPLC
IsopropanolAlquimia231-AL03262500Solvente para HPLC
metanolAlquimia696-34966-4X2.5LSolvente para HPLC
Água nanopuraMerck1037281002Solvente para HPLC
Q Foco Exativo híbrido quadrupolo-Orbitrap MSThermo CientíficoQ Foco AtivoEspectrômetro de Massa
SeQuant ZIC-cHILIC 3μm, 100Å 100 x 2,1 mmMerck1506570001Coluna para HPLC
Kit de proteção SeQuant ZIC-HILIC 20 x 2,1 mmMerck1504360001Coluna de proteção para HPLC
Sondas de fibra SPME LC, modo mistoSupelcofibras protótipo
Sistemas de HPLC UltiMate 3000Thermo CientíficoUltiMate 3000Sistema de HPLC
Inserções de frascos (desativados)Tecnologias PerlanRolamento 5181-8872
XSelect CSH C18 3,5μm 2,1x75mmÁguas186005644Coluna para HPLC
Cartucho XSelect CSH C18 VanGuard 3,5μm, 2,1x5mmÁguas186007811Coluna de proteção para HPLC

Etiquetas

Sonda SPMEExtração de MetabólitosAmostragem de Tecido de EnxertoAvaliação da Qualidade do ÓrgãoLimpeza HidroalcoólicaSolução de AtivaçãoSolução de DessorçãoAnálise por LC-MSProcessamento Estéril